動能定理實驗

1、 -CAL-本頁僅作為文檔封面，使用請直接刪除3動能定理實驗 基本實驗要求探究功與物體速度變化的關系2實驗原理(1)一根橡皮筋作用在小車上移動距離s做功為W.(2)兩根橡皮筋作用在小車上移動距離s做功應為2W.(3)三根橡皮筋作用在小車上移動距離s做功應為3W.(4)利用打點計時器求出小車離開橡皮筋的速度，列表、作圖，由圖象可以確定速度變化與 42橡皮筋、小車、木板、打點計時器、紙帶、鐵釘等4實驗步驟用一條橡皮筋拉小車做功W.用兩條橡皮筋拉小車做功2W.用三條橡皮筋拉小車做功3W. 5實驗結論物體速度v與外力做功W間的關系Wmv2.規(guī)律方法總結(1)將木板一端墊高，使小車的重力沿斜面向下的分力

2、與摩擦阻力平衡方法是輕推小車， 由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到長木板的一個合 (2)測小車速度時，應選紙帶上的點均勻的部分，也就是選小車做勻速運動的部分(3)橡皮筋應選規(guī)格一樣的力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出 (4)小車質量應大一些，使紙帶上打的點多一些 5(1)不直接計算W和v的數值，而只是看第2次、第3次實驗中的W和v是第1次的多 少倍，簡化數據的測量和處理 考點一 實驗原理與實驗操作例 1 (2014天津9(2)某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當的鉤碼，使小車在鉤碼的牽引下運動

3、，以此定量探 究繩拉力做功與小車動能變化的關系此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊等組裝的實驗裝置如圖1所示若要完成該實驗，必需的實驗器材還有哪些_實驗開始時，他先調節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行他這樣做 的目的是下列的哪個_(填字母代號)A避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰C可以保證小車最終能夠實現勻速直線運動D可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力平衡摩擦力后，當他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)現小車運動過快，致使打出的紙帶上點 數較少，難以選到合適的點計算小車速度，在保證所掛鉤碼數目不變的條件下，請你利用 他將鉤碼

4、重力做的功當作細繩拉力做的功，經多次實驗發(fā)現拉力做功總是要比小車動能 6A在接通電源的同時釋放了小車B小車釋放時離打點計時器太近C阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力答案 刻度尺、天平(包括砝碼) D 可在小車上加適量砝碼(或鉤碼) CD1實驗原理與實驗操作某學習小組做“探究功與速度變化的關系”的實驗如圖2所示， 圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，橡皮筋對小車做的功記為W.當用 2 筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據打點計時器所打在紙帶上的點(1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、刻度尺和 _(填“交流”

5、或(2)實驗中，小車會受到摩擦力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正 確的是( ) 7B放開小車，能夠勻速下滑即可C放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處 的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是( )A橡皮筋處于原長狀態(tài)B橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C小車在兩個鐵釘的連線處D小車已過兩個鐵釘的連線(4)在正確操作的情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的_部分進行測量(根據如圖3所示的紙帶回答) 22實驗原理與實驗操作某實驗小組采用如

6、圖 4 所示的裝置來探究“功與速度變化的關 系”實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面實驗的部分步驟如下：a將一塊一端帶有定滑輪的長木板固定在桌面上，在長木板的另一端固定一打點計時器；8CCW b把紙帶穿過打點計時器的限位孔，連在小車后端，用細繩跨過定滑輪連接小車和鉤碼；c把小車拉到靠近打點計器的位置，接通電源，從靜止開始釋放小車，得到一條紙帶；d關閉電源，通過分析小車位移與速度的變化關系(不需要知道合外力大小)來研究合外力 對小車所做的功與速度變化的關系(1)下列關于實驗過程的描述正確的是_A實驗中應控制鉤碼的質量，使其遠小于小車的總質量B實驗前應調節(jié)好定滑輪的高度，使拉小車的細繩和長

7、木板平行C實驗前應把長木板右端適當墊高，以平衡摩擦力D實驗時應先讓小車運動，等小車運動一段時間后再接通打點計時器的電源(2)實驗中，該小組同學畫出小車位移x與小車速度v的關系圖象如圖5所示，根據該圖形狀，某同學對W與v的關系作出了猜想，肯定不正確的是_AWvBWv21DWv3 考點二 數據處理與誤差分析例 2 如圖6所示是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形這時，橡皮筋對小車做的功記為W9 次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打點的紙帶(1)除了圖中的已給出的實驗器材外，還需要的器材有_

8、；(2)平衡摩擦力后，每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速 度，應選用紙帶的_部分進行測量；(3)下面是本實驗的數據記錄表，請將第2次、第3次實驗中橡皮筋做的功填寫在對應橡皮筋距的距做的功W距的時得的速度的平nn(4)從理論上講，橡皮筋做的功W和物體速度v變化的關系應是W_，請你根據表中測定的數據在如圖 7 所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的正確性kk 3實驗數據的處理(2013四川8(2)如圖8所示，某組同學借用“探究a與F、m之 間的定量關系”的相關實驗思想、原理及操作，進行“研究合外力做功和動能變化的關為達到平衡阻力的目的，取下細繩及托盤，通過調整墊片的位置，

9、改變長木板的傾斜程 度，根據打出的紙帶判斷小車是否做_運動連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到如圖9所示的紙帶紙帶上O為小車運動起 始時刻所打的點，選取時間間隔為 s的相鄰計數點A、B、C、D、E、F、G.實驗時小車所受拉力為 N，小車的質量為 kg.請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化E，補填表中空格(結果保留至小數點后第四位). k k k能作為小車動能的改變量，算得E J.202044k分析上述數據可知：在實驗誤差允許的范圍內WE，與理論推導結果一致實驗前已測得托盤質量為10 3 kg，實驗時該組同學放入托盤中的砝碼質量應為 _kg(g取 m/s2，結果保留至小數點后第三位)答

10、案 勻速直線(或勻速) 5 5 4數據處理與誤差分析某同學為探究“合力做功與物體動能改變的關系”設計了如下實 (1)按如圖10所示安裝好實驗裝置，其中小車質量M kg，鉤碼總質量m kg.(2)釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率f50 Hz)，打出一條紙帶(3)他在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖 11 所示把打下的第一 個點記作 0，然后依次取若干個計數點，相鄰計數點間還有 4 個點未畫出，用厘米刻度尺 m，他把鉤碼的重力(當地重力加速度g10 m/s2)作為小車所受合力，算出打下0點到 打下第 5點合力做功W_J(結果保留三位有效數字，重力加速度g取10 m/s

11、2)，打第5點時小車的動能E_(用相關數據前字母列式)，把打下第5點時小車的動k (4)此次實驗探究的結果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且誤差 很大通過反思，他認為產生誤差的原因如下，其中正確的是_A鉤碼質量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多B沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多C釋放小車和接通電源的順序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小D沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產生此誤差的重要原因Mf2 考點三 實驗拓展與創(chuàng)新1本實驗中雖然不需要計算出橡皮筋每次做功的具體數值，但需要計算出每次小車獲得的 速度，由于距離的測量存在一

12、定誤差，使得速度的大小不準確，在此可以安裝速度傳感器 2本實驗也可用鉤碼牽引小車完成，在小車上安裝拉力傳感器測出拉力的大小，再測出位 移的大小，進而確定力做功的多少例 3 某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“外力做功與物體動能變化的關系”如圖12所示，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定 滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小在水平桌面上相距cm 的 A、B 兩點(A、B 兩點圖中未標出)各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過 A、B 時的速度大 測量_和拉力傳感器的總質量 M；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端 1通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電

13、路將小車停在桌面右端靠近打點計時器處， _，小車在細線拉動下運動，記錄細 在小車中增加砝碼，或_，重復的操作(2)表格中是他們測得的幾組數據，其中M 是 M 與小車中砝碼質量之和， |v2v2| 是兩個 速度傳感器記錄速度的平方差，可以據此計算出動能變化量E，F是拉力傳感器受到的拉力， W是F在A、B間所做的功表格中 E_，W_.(結果保留三位有 效數字)數據記錄表 1234512 W33kk 5實驗的拓展(2013新課標全國22)某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進 行探究：一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固 連彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖1

14、4所示向左推小球，使彈簧壓縮一段 距離后由靜止釋放，小球離開桌面后落到水平地面通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮(1)本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能E 與小球拋出時的動能E 相等已知重力 加速度大小為g.為求得E，至少需要測量下列物理量中的_(填正確答案標號)A小球的質量m C桌面到地面的高度h (2)用所選取的測量量和已知量表示E，得E_. 6實驗創(chuàng)新為了“探究動能改變與合外力做功”的關系，某同學設計了如下實驗方案：第一步：把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質量為M 的滑塊通過細繩與質量為m 的帶夾重錘跨過定滑輪相連，重錘夾后連一穿過打點計時器的紙帶，調整木板傾角，直到 輕推滑塊后，